共同発表：ＡＤＨＤの脳構造の特徴を人工知能により解明し、遺伝子多型の影響を発見
ポイント ＡＤＨＤ（注意欠如・多動症）児の脳構造の解析において人工知能（機械学習）を導入し、ＡＤＨＤ児には特定の脳部位に特徴があることを高い精度（約８０％）で明らかにした。 これらの脳部位のうち「眼窩前頭皮質」では、ＡＤＨＤの要因の１つ、実行機能に影響しているＣＯＭＴ遺伝子の多型と脳構造との関連も確認できた。 本成果を基に、国際的なデータベースで検証した結果、米国・中国のＡＤＨＤ児でも７３％の精度で確認され、将来、国際的な診断指標として応用できる可能性が示唆された。 本研究の一部は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） ＲＩＳＴＥＸ「養育者支援によって子どもの虐待を低減するシステムの構築」プロジェクト、科学研究費補助金若手研究、基盤研究（Ｂ）、挑戦的萌芽研究、武田科学振興財団からの支援を受けて行われました。 ＜研究の背景と経緯＞ ＡＤＨＤは神経発達症（発達障がい）の１つで、不注意（気が散りやすい、忘
共同発表：経済的な不平等とうつ病傾向を結ぶ扁桃体と海馬の機能を解明～脳活動パターンから１年後のうつ病傾向を予測～
ポイント 扁桃体と海馬の“経済的な不平等”に対する反応から現在と１年後のうつ病傾向を予測。 特定の計算に対する脳活動パターンから予測をする機械学習の手法を考案。 脳活動計測に基づくうつ病の長期病状予測やうつ病の詳細な分類への貢献が期待。 国立研究開発法人 情報通信研究機構（ＮＩＣＴ、理事長：徳田 英幸）脳情報通信融合研究センター（ＣｉＮｅｔ）の春野 雅彦 研究マネージャーらの研究グループは、扁桃体注１）と海馬注２）の“経済的な不平等（自分と相手の配分の差注３））”に対する脳活動から、被験者の現在のうつ病傾向と１年後のうつ病傾向注４）を予測できることを示しました。国内外の疫学研究から、経済的不平等とうつ症状の因果関係が示唆されてきましたが、その脳内機構は長年不明でした。今回、被験者にＭＲＩ装置の中で経済ゲームをしてもらい、取得した機能的ＭＲＩ（ｆＭＲＩ）データの扁桃体と海馬のデータに、不平等
不可能立体の進化～脳が生み出す不条理の世界～
杉原厚吉 （明治大学先端数理科学インスティテュート） 2016-05-30 JST理事長定例記者説明会 不可能立体の進化 ～脳が生み出す不条理の世界～ CREST「数学」領域「計算錯覚学の構築」（2010～2015） 錯視（目の錯覚）の研究 錯視は、普段の生活で役に立っている目の機能が、 極端な形で現れたもの。だから、その研究は、目で物を 見る仕組みを調べる視覚科学の中心的テーマ。 計算錯覚学 錯覚の仕組みを、数学を使って調べる。 錯覚の強さをコントロールできるようになる。 錯覚の最小化による安全な生活環境の整備 錯覚の最大化によるエンタテインメント素材の提供 不可能立体 立体を知覚する場面で生じる錯視 新しい立体錯視が次々と発見されている（進化） 2015年ベスト錯覚コンテスト準優勝作品 私たちは、画像を見て立体の形を理解したつもりに なりますが… 2015年ベスト錯覚コンテスト準優勝作
共同発表：超高精度の「光格子時計」で標高差の測定に成功～火山活動の監視など、時計の常識を超える新たな応用に期待～
ポイント 約１５キロメートル離れた２地点の光格子時計を光ファイバーでつないで直接比較した。 重力の違いによる時計の周波数の差を測定し、センチメートルレベルの高精度で標高差を計測することに成功した。 水準測量に相当する高精度な標高差の計測や地殻変動の監視、潮汐変化の観測など、従来の時計の用途を超えた応用が期待される。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業および文部科学省 光・量子科学研究拠点形成に向けた基盤技術開発事業において、東京大学 大学院工学系研究科の香取 秀俊 教授（理化学研究所 香取量子計測研究室 主任研究員、光量子工学研究領域 時空間エンジニアリング研究チーム チームリーダー）、国土地理院の研究グループは、直線距離で約１５キロメートル離れた東京大学（東京都文京区）と理化学研究所（埼玉県和光市）に光格子時計注１）を設置し、２台の時計の相対論注２）的な時間の遅れを高精度に測定することで、２
共同発表：細胞の「かたち」が運命を決定する新しいメカニズムを解明～病気の発症予測や診断技術の開発に期待～
ポイント 細胞の「かたち」は現在の細胞の機能に影響するが、細胞分裂によって元のかたちが失われた後の将来の機能や運命への影響は不明だった。 過去のかたちが将来の運命を左右する新たな現象を、生体内の実験と数理技術とを組み合わせた手法で発見し、その分子レベルでのメカニズムを解明した。 細胞のかたちから、将来の機能や異常を予測し、病気の発症予測や診断ができる技術の開発が期待される。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、ＥＲＡＴＯ 佐藤ライブ予測制御プロジェクトの佐藤 匠徳 研究総括（株式会社国際電気通信基礎技術研究所 佐藤匠徳特別研究所 所長）らは、細胞の過去の「かたち」が細胞の将来の運命を左右することを見いだし、その分子レベルでのメカニズムの１つを解明しました。 細胞のかたちが細胞の機能に影響することは、１７世紀に細胞が発見されて以来よく知られていました。近年では、細胞のかたちと、その機能や
共同発表：若年性パーキンソン病原因遺伝子産物（ＰＩＮＫ１とＰａｒｋｉｎ）によるミトコンドリア品質管理の調節機構の解明
ポイント ミトコンドリア品質管理の１つの調節機構を明らかにしたことで、パーキンソン病の病態のさらなる理解に貢献することが期待される。 細胞内環境に応じた調節機構の発見により、環境が大きく変化する細胞分化の際にもミトコンドリア品質管理が新たな役割を果たすことを示唆している。 私たちの体で使われるエネルギーの多くは、ミトコンドリアと呼ばれる細胞内の小器官で産生されます。ミトコンドリアはエネルギーを産生する際に生じた活性酸素種（ＲＯＳ）注１）で障害を受けることがあり、障害が蓄積したミトコンドリアは積極的に分解・排斥されます。このような機構をミトコンドリアの品質管理と呼び、若年性パーキンソン病原因遺伝子産物（ＰＩＮＫ１とＰａｒｋｉｎ）が重要な役割を果たしています。しかし、ＰＩＮＫ１とＰａｒｋｉｎがどのように細胞内の環境に応答して調節されているかは分かっていませんでした。このたび、立教大学 理学部の
生体の「自己組織化」を応用し化学合成の新たな道拓く（基礎研究最前線）
藤田 誠 （ふじた まこと） （東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻 教授） 戦略的創造研究推進事業 研究領域「医療に向けた自己組織化等の分子配列制御による機能性材料・システムの創製」研究代表者 分子が自発的に集まって機能化する「自己組織化」の仕組みは、DNA（デオキシリボ核酸）の二重らせん構造の形成など、生命現象の至るところで見ることが出来ます。東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻の藤田誠教授は、生体系の自己組織化を人工的に応用し、化 学合成の新たな原理の確立を目指す研究に取り組んでいます※1。酵素に匹敵する反応や新薬開発への応用などが期待されています。 無理やりではなく穏やかに結合させる 藤田教授は、従来の化学合成を「無理やりつくるイメージがあった」と指摘します。時には高温高圧といった条件の下で、力づくで化学反応や物性転換を引き出してきたというわけです。生体系の自己組織化は、それと
共同発表：ヒドリドイオン“Ｈ－”伝導体の発見～水素を利用した革新的エネルギーデバイスの開発の可能性～
平成２８年３月１８日 科学技術振興機構（ＪＳＴ） 自然科学研究機構 分子科学研究所 東京工業大学 京都大学 高エネルギー加速器研究機構 Ｊ－ＰＡＲＣセンター ポイント 水素の陰イオンであるヒドリド（Ｈ－）がイオン伝導する新物質を開発した。 ヒドリドイオン伝導体を固体電解質に用いた全固体電池を作製し、機能することを実証した。 高い電池電位が期待できるヒドリドのイオン伝導を利用することで、既存の蓄電池や燃料電池などの延長線上にない全く新しい作動原理を持つエネルギー貯蔵・変換デバイスを開発できる可能性を示した。 分子科学研究所の小林 玄器 特任准教授と、東京工業大学大学院の菅野 了次 教授、京都大学大学院の田中 功 教授、高エネルギー加速器研究機構の米村 雅雄 特別准教授らの研究チームは、水素の陰イオンであるヒドリド（Ｈ－）伝導性の固体電解質Ｌａ２－ｘ－ｙＳｒｘ＋ｙＬｉＨ１－ｘ＋ｙＯ３－ｙ（以下
共同発表：「貯蔵された記憶を可視化・消去する新技術を開発」記憶のメカニズム解明に前進
ポイント 神経細胞上の樹状突起スパインが学習・記憶に伴い増大することに着目し、新生・増大スパインを特異的に標識し、青色光でそのスパインを収縮させる事が可能な蛋白質プローブ（記憶プローブ）をマウスで開発し、学習・記憶が貯蔵されている場所を可視化・操作する新技術を世界に先駆けて確立しました。 運動野を記憶プローブで標識後に青色光を照射すると、運動学習で獲得された記憶が特異的に消去され、記憶は脳内の少数の神経細胞に密に書き込まれていることが明らかになりました。 こうして記憶に関わるスパインの脳内の大域的な分布を標識する可能性が拓かれ、脳機能やその疾患の解明に新しい糸口が開かれました。 大脳皮質の数百億もの神経細胞はシナプス注１）を介して情報をやり取りしており、特にグルタミン酸作動性シナプスの多くは樹状突起スパイン注１）という小突起構造上に形成されます。スパインは記憶・学習に応じて新生・増大し、そ
機構報 第1114号：学習により大脳視覚野での情報処理形態が変化する仕組みを実験で解明
ポイント 学習が脳内の情報処理形態をどのように変化させているか明らかではなかった。 マウス脳内の多様な神経細胞群種をそれぞれ体系的かつ長期的に観測する手法を確立し、学習で脳の情報処理形態が変化する仕組みを解明した。 統合失調症などの精神疾患の発症機序の理解が深まることが期待される。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、カリフォルニア大学 サンディエゴ校の小宮山 尚樹 アシスタント・プロフェッサー、牧野 浩史 博士らは、学習がどのようにマウス脳内の情報処理形態を変化させるのかを明らかにしました。 我々は日常の経験から、学習によって得られた先入観などによりものの見方などの知覚が大きく左右されることを知っています。しかし、学習によって脳内の信号伝達の仕組みがどのように変わるのか、またその動作原理に関する神経回路機構は分かっていませんでした。 小宮山アシスタント・プロフェッサーらは、学習中の大
Topics02 ニセ科学にだまされないために！なぜ、日本人は科学リテラシーが低いのか？（JSTニュース５月号） | 独立行政法人 科学技術振興機構
まずは次の問題に挑戦してみましょう。 次の①から⑪のそれぞれについて、「正しい」か、「誤っている」かをお答えください。もし、あなたが知らない時や、自信がない時は、「わからない」とお答えください。 ① 地球の中心部は非常に高温である。 ② すべての放射能は人工的に作られたものである。 ③ 我々が呼吸に使う酸素は植物から作られたものである。 ④ 男か女になるかを決めるのは父親の遺伝子である。 ⑤ レーザーは音波を集中することで得られる。 ⑥ 電子の大きさは原子の大きさよりも小さい。 ⑦ 抗生物質はバクテリア同様ウイルスも殺す。 ⑧ 大陸は何万年もかけて移動し続けている。 ⑨ 現在の人類は原始的動物種から進化したものだ。 ⑩ ごく初期の人類は恐竜と同時代に生きていた。 ⑪ 放射能に汚染された牛乳は沸騰させれば安全である。 「科学リテラシー（科学の基礎常識）が低いからって、何か困るの？」と、首をひ
共同発表：「病は気から」の根拠を実験的に証明 交感神経による免疫制御のメカニズムの一端を明らかに
大阪大学 免疫学フロンティア研究センターの鈴木 一博 准教授らの研究グループは、交感神経から分泌される神経伝達物質ノルアドレナリンが、β２アドレナリン受容体注１）を介してリンパ球の体内動態注２）を制御する仕組みを分子レベルで解明し、このメカニズムが炎症性疾患の病態にも関わることを突き止めました（図６）。今回の研究によって、交感神経が免疫を調節する分子メカニズムの一端が明らかになりました。 本研究は、独立行政法人 科学技術振興機構（ＪＳＴ）の戦略的創造研究推進事業 研究領域：「炎症の慢性化機構の解明と制御」（研究総括：高津 聖志 富山県薬事研究所 所長）、研究課題名：「慢性炎症における免疫細胞動態の神経性制御機構の解明」、研究者：鈴木 一博（大阪大学 免疫学フロンティア研究センター 准教授）の一環として行われました。 本研究成果は、２０１４年１１月２５日（米国東部時間）に米国科学誌「Ｔｈｅ
共同発表：アフリカゾウはイヌの２倍、ヒトの５倍もの嗅覚受容体遺伝子を持つ～ゲノムの比較が明らかにした哺乳類の嗅覚受容体遺伝子の多様性～
アフリカゾウはイヌの２倍、ヒトの５倍もの嗅覚受容体遺伝子を持つ ～ゲノムの比較が明らかにした哺乳類の嗅覚受容体遺伝子の多様性～ ポイント アフリカゾウは、これまでに報告されたどの動物よりも多い、約２０００個もの嗅覚受容体遺伝子を持つことを見出しました。この数はイヌの２倍以上、ヒトの約５倍です。 個々の嗅覚受容体遺伝子がたどってきた進化の道筋を明らかにするための新しい手法を確立し、この手法を用いて、哺乳類の進化過程で遺伝子の重複や欠失がなく、遺伝子配列もほとんど変化していないものを３種類発見しました。 さまざまな動物の持つ嗅覚受容体遺伝子を進化的な視点から比較し、その共通点と相違点を明らかにすることで、ヒトの嗅覚に対する理解も深まることが期待されます。 東京大学 大学院農学生命科学研究科・ERATO 東原化学感覚シグナルプロジェクトの新村 芳人 特任准教授、東原 和成 教授らの研究グループは
共同発表：ライブとテレビとで、学習中の子どもの脳の働きの違いを解明
＜研究の背景と経緯＞ 子どもはテレビの世界と現実の世界を混同することもあれば、テレビの世界と現実の世界の関わりについて理解できないこともあります。子どもにとってテレビは、現実とは異なる世界であり、現代はテレビ以外にもスマートフォンやコンピューターなどのさまざまな電子情報機器が存在します。子どもは、それらをいかに認識し、機器からいかに学習することができるのでしょうか。 これまでの研究で、３歳以下の子どもはテレビから十分に学習できないことが知られていました。たとえば、生後９ヵ月の乳児は目の前の他者（ライブの他者）からは外国語の学習ができても、テレビの他者から外国語の学習はできません（参考文献１）。ところが、４～５歳頃になると、テレビの他者から言葉やゲームのルールなどを学習でき、その成績はライブの他者から学ぶ場合と同程度であることが示されています（参考文献２）。 これまでの研究では、幼児がテレビ
共同発表：歩行中枢と腕の筋肉とをコンピュータを介して繋いで下肢の歩行運動パターンを随意的に制御することに成功
脳からの信号を四肢に伝える経路である脊髄を損傷すると、損傷領域以外の脳や下肢に問題が無くても歩行障害が生じます。この歩行障害の改善には損傷した脊髄を繋ぎなおす必要がありますが、これまで実現できませんでした。今回、自然科学研究機構 生理学研究所の西村 幸男 准教授を中心とした、笹田 周作 研究員（現所属：相模女子大学）、福島県立医科大学の宇川 義一 教授、および千葉大学の小宮山 伴与志 教授らの研究グループは脳から上肢の筋肉へ伝えられる信号をコンピュータで読み取り、その信号に合わせて腰髄を非侵襲的に磁気刺激することにより、脊髄の一部を迂回して人工的に脳と腰髄にある歩行中枢をつなぐことで下肢の歩行運動パターンを随意的に制御することに世界で初めて成功しました。本研究結果は、「Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ誌」（２０１４年８月１３日号オンライン）に掲載されます。 ＜研究の内
無用の長物と考えられていた虫垂の免疫学的意義を解明～炎症性腸疾患の制御に繋がる新たな分子機構～
大阪大学 大学院医学系研究科 感染症・免疫学講座（免疫制御学）／免疫学フロンティア研究センターの竹田 潔 教授らのグループは、私たちの体で不必要な組織と考えられていた虫垂に存在するリンパ組織が、粘膜免疫で重要な役割を果たすＩｇＡ注１）の産生に重要な場であり、腸内細菌叢注２）の制御に関与していることを突き止めました。本研究グループは、実験的に虫垂リンパ組織を欠如したマウスを作成したところ、このマウスでは大腸のＩｇＡ産生細胞の数が減少し、大腸の腸内細菌叢が変化することを見いだしました。ＩｇＡは腸内細菌叢の維持に重要な抗体であることから、虫垂は腸内細菌叢のバランス異常によって発症する炎症性腸疾患注３）の制御にも関わる重要な組織であると考えられます。今後、虫垂を標的とした炎症性腸疾患への新たな治療法の開発が期待されます。 本研究成果は、２０１４年４月１０日（英国時間１０時）に英国科学誌「Ｎａｔｕｒ
共同発表：言語の文法処理を支える３つの神経回路を発見
ＪＳＴはこの領域で、脳神経回路の発生・発達・再生の分子・細胞メカニズムを解明し、さらに個々の脳領域で多様な構成要素により組み立てられた神経回路がどのように動作してそれぞれに特有な機能を発現するのか、それらの局所神経回路の活動の統合により、脳が極めて全体性の高いシステムをどのようにして実現するのかを追求します。またこれらの研究を基盤として、脳神経回路の形成過程と動作を制御する技術の創出を目指します。 上記研究課題では、人間の脳における言語の機能分化と機能局在から機能モジュール（文法や意味処理など）の計算原理を明らかにして、モジュール間の結合から神経回路の動作原理の解明を目指します。 ＜研究の背景と経緯＞ 言語は、人間の知的機能を支える最も基本的な能力です。脳梗塞・脳出血・脳腫瘍などの病気や脳挫傷などの事故によって、言語障害が生じる可能性は高く、ＱＯＬ（生活の質）や社会復帰にとって重要な課題に
共同発表：多剤排出タンパク質の阻害剤結合構造決定に初めて成功 大きな社会問題となっている多剤耐性菌感染症克服に手がかり
ポイント 抗生物質の発達で克服されたと思われた細菌感染症が、多剤耐性菌の登場で大いなる脅威となっている。 中でも多剤耐性のある緑膿菌には有効な治療薬が全く存在せず、その主原因は薬物を異物として排出するタンパク質（多剤排出タンパク質）にあります。 今回、緑膿菌･大腸菌の多剤排出タンパク質の阻害剤との結合構造決定に世界で初めて成功し、臨床的に有効な多剤耐性感染症治療薬開発への道を開きました。 大阪大学 産業科学研究所の山口 明人 特任教授らは、独立行政法人 科学技術振興機構（ＪＳＴ）の戦略的創造研究推進事業 ＣＲＥＳＴの一環として、緑膿菌および大腸菌の主な多剤排出タンパク質の阻害剤との結合構造の決定に初めて成功しました。多剤排出タンパク質とその阻害剤の選択的な結合構造を明らかにすることによって、社会的に大きな問題となっている多剤耐性緑膿菌感染症を克服するため治療薬開発に道を開きました。 本研究
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稲見ERATO｜Long arm illusion
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